WO2005101455A2 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents

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WO2005101455A2
WO2005101455A2 PCT/DE2005/000684 DE2005000684W WO2005101455A2 WO 2005101455 A2 WO2005101455 A2 WO 2005101455A2 DE 2005000684 W DE2005000684 W DE 2005000684W WO 2005101455 A2 WO2005101455 A2 WO 2005101455A2
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discharge lamp
pressure discharge
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iodine
bromine
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Michael Brinkhoff
Hans-Jürgen Keck
Rainer Kling
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Patent-Treuhand- Gesellschaft Für Elektrische Glühlampen Mbh
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Priority to EP05742319.6A priority patent/EP1735814B1/de
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    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/125—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having an halogenide as principal component
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    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors

Definitions

  • the invention is based on a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1. These are metal halide lamps with double-sided squeezing with a high output of at least 1600 W.
  • the invention further relates to an associated luminaire.
  • Such lamps are known from EP 391 283 and EP 451 647. They are generally suitable for horizontal and vertical arrangement in a reflector.
  • a discharge lamp is presented that is suitable for both horizontal and vertical operation in a luminaire.
  • This high-pressure discharge lamp has the features of an elongate discharge vessel as the only against the piston, which defines an axial axis of symmetry and which is sealed on two sides by sealing parts, for example by squeezing or melting, and which encloses a discharge volume, with two electrodes on the axis facing each other, and which has an ionizable filling made of mercury, noble gas and metal halides contains, as well as power supplies, which are connected to the electrodes via foils and which exit at the ends of the discharge vessel, the lamp consuming at least 1600 W.
  • the shafts are designed as pins with a diameter of 0.5 to 1.15 mm.
  • the halogen for the halides is composed of the components iodine and possibly bromine, either only iodine or bromine and iodine being used together, the atomic ratio bromine / iodine being a maximum of 2. It is preferably a maximum of only 1.45.
  • At least part of the seal is preferably provided with a reflective coating.
  • the coating is a metallic or non-metallic layer, in particular made of zirconium oxide. This coating extends from the pinch edge at least 2 mm to the film, in particular at least over the entire length of the shaft inserted into the pinch. It is applied on one side when the lamp is installed close to the vertical in a reflector, ie with a maximum deviation of 45 ° to the vertical. When installed close to the horizontal with a deviation of less than 45 ° to the horizontal, this coating is applied on both sides to both bruises.
  • part of the two seals can be matted, as is known per se.
  • the matting is preferably a layer roughened by sandblasting or etching.
  • Metal halides of mercury and from the group of the elements Cs and rare earth metals such as Dy or Tm or Ho are particularly suitable as part of the filling, since they can be used to set a color temperature of at least 3300 K, preferably at least 3800 K. Depending on the desired color temperature, it is advisable to add sodium and / or manganese as the halide to the other metal halides.
  • thallium halide in particular thallium iodide, can be used to improve the color rendering index.
  • the high-pressure discharge lamp is designed to be particularly compact in that the discharge vessel (2) is the only bulb.
  • the high-pressure discharge lamp is characterized by the use of electrodes with a shaft and head, in which the shafts have a maximum diameter of 1.15 mm.
  • Such thin shafts have so far not been used for such lamps, since the filling previously contained a relatively large amount of bromine for an optimal halogen cycle which specifically attacks the shafts.
  • a relatively low-bromine filling can be used in a complete departure from the previous teaching, with a bromine / iodine mixture of up to an atomic ratio as the halide of a maximum of 2 can be used.
  • the low-bromine filling is particularly advantageous when low color temperatures are desired with the light color neutral white with color temperatures between 3300 and 4800 K, with either iodine alone or a bromine / iodine mixture up to an atomic ratio of up to 1.45 being preferred as the halide is.
  • Such low color temperatures have so far not been possible with generic lamps.
  • Such little bromine has little impact on the stems.
  • Typical is the use of pure iodine at low powers (typically 1600 W power) up to a Br / J ratio of 1.0 ⁇ 0.2 at higher powers (typically 2000 W). the specified performance relates to standard operation.
  • the thin shafts are particularly important because they affect a critical point in the functioning of the lamp.
  • the pin-shaped shaft is melted into the quartz glass and is under high thermal stress and high tension.
  • the quartz glass does not adhere to the pin, but a capillary inevitably forms between the pin and the quartz glass. Part of the filling condenses in the capillary, which forms a dead volume for the filling. This effect leads to the poor maintenance of such lamps which has been observed to date, but which seemed inevitable.
  • thin pins are not only sufficiently stable, so that the current load of typically 10 to 20 A is not a problem, but has the great advantage of a significantly lower dead volume associated with it , Because the thinner a pin, the narrower the dead volume in the seal around it.
  • thin pencils improve the Heat build-up in the area of the electrodes.
  • only one electrode can be equipped with a thin shaft in vertical operation, while the other has a conventional thick shaft with a typical 1.5 mm diameter.
  • the thin shaft also allows a relatively long distance between the film and the discharge volume, which reduces the risk of explosion and reduces the thermal load on the film.
  • the risk of explosion is due to the notch effect of the foil in the quartz glass.
  • the longer distance increases the dead volume only insignificantly, so that it is still considerably below the value of thick pencils as previously used.
  • a typical axial length of the pin in the quartz glass, calculated from the pinch edge to the beginning of the film, is now 5 to 7 mm, whereas previously a maximum of 4 mm was used.
  • An optimum for the diameter of the shaft with regard to stability on the one hand and dead volume on the other hand is approximately 0.9 to 1.1 mm.
  • the shafts are made, for example, from conventional tungsten material.
  • Such lamps can be operated with a moderate cycle, which leads to excellent maintenance.
  • the lamps not only achieve an exceptionally long service life in the range of 2500 to 6000 and typically 4500 hours, but also an excellent stability of the lighting properties. This is of the order of at least 90% at 1500 hours.
  • the lamp according to the invention also achieves a lifespan of at least 2500 hours in the particularly critical vertical operation in a compact luminaire, as a rule the lifespan is at least 4000 hours. Vertical operation enables a particularly high luminaire efficiency.
  • the light color is neutral white for applications in rooms or at dusk, and neutral white de luxe (HPS) with a color temperature of around 4100 to 4400 K and an Ra of at least 85 is well suited for the highest demands on color rendering.
  • the lamp according to the invention is also suitable for indirect lighting, for example with mirror projector systems, in which a high luminous flux is required.
  • light-active metal halide fillings contain small amounts of sodium and / or manganese as a component. This enables high luminous efficacies and the desired color components to be achieved. In contrast, a high sodium content leads to increased corrosion of the discharge vessel, although it is usually made of quartz glass. Therefore, the proportion of Na is chosen to be as low as possible in addition to the other constituents thallium, cesium and customary rare earth metals such as Dy, Ho or Tm, and in particular sodium is completely or partially replaced by manganese.
  • the ends of the discharge vessel can preferably be coated with a reflective layer only for a short time, typically 2 mm.
  • a reflective layer only for a short time, typically 2 mm.
  • An optimal film end temperature is 350 to 390 ° C. It can be specifically adjusted, for example, by the distance of the film from the discharge volume and its length. At higher temperatures, there is a risk of early corrosion, which will shorten the service life.
  • the wall load is best at around 60 to 75 W / cm 2 .
  • the temperature at the end of the film is particularly critical.
  • the matting should therefore cover the area of the outer film end. It advantageously extends to the end of the bruising. Inside, towards the discharge, it can at least extend at least to the middle of the film, possibly also significantly beyond, for example to the inner end of the film.
  • Typical distances between the electrode tips are 25 to 35 mm for particularly compact lamps, but distances of up to 100 mm or more are also possible. The minimum distance is 20 mm.
  • Figure 1 shows a metal halide lamp in side view
  • Figures 2 and 3 each another embodiment of a metal halide lamp.
  • FIG. 1 schematically shows a 1600 W high-pressure discharge lamp 1 without an outer bulb with a length of approximately 190 mm, as is described in more detail, for example, in US Pat. No. 5,142,195. It is intended for use in reflectors, whereby it is arranged axially to the reflector axis.
  • the discharge vessel 2 made of quartz glass defines a longitudinal axis X and is designed as a barrel body 3, the generatrix of which is a circular arc.
  • the discharge volume is approximately 20 cm 3 .
  • the rod-shaped tungsten electrodes 6 with the helix 7 pushed on as the head are axially aligned at the two ends of the discharge vessel in bruises 5.
  • the electrodes 6 are fastened to foils 8 in the pinch 5, on which external current leads 9 attach.
  • a ceramic base 11 with putty (not shown) is attached to the end 20 of the pinch 5 remote from the discharge.
  • the discharge vessel 2 contains a filling of an inert gas as the starting gas, mercury and metal halides.
  • HgBr2 and HgJ2 as well as the light-active filling NaJ, CsJ, TU and DyJ3 as well as TmJ3 are used as metal halide.
  • the ratio Br / J is about 0.2.
  • the lamp is operated horizontally.
  • the cold filling pressure of the starting gas is at most 1 bar.
  • the light color is realized in neutral white with a typical color temperature of 4000 K through the filling.
  • a typical diameter the shaft 6 of the electrode is 1.0 mm.
  • the metal halide HgBr2 and the light-active filling NaJ, CsJ, TIJ3 and DyJ3 and TmJ3 are recommended.
  • the ratio Br / J is about 0.9.
  • a typical filling is:
  • TmJ3 0.2 to 0.8 ⁇ mol / cm 3 ;
  • HgJ2 0 to 1.5 ⁇ mol / cm 3 ;
  • HgBr2 0 to 3 ⁇ mol / cm 3 .
  • a relatively narrow coating 9 on the lower pinch 3a lowers the wall load caused thereby.
  • a wall load value of at most 75 W / cm 2 is desirable.
  • a wall load of 65 to 70 W / cm 2 provides good results.
  • the heat accumulation effect is further increased by the shaft 23 being lengthened and the film 8 being shortened, in each case seen in axial length.
  • the embedding of the shaft in the pinch is then at least 6 mm.
  • the coating 9 extends approximately from the pinch edge to the end of the shaft on the film.
  • the ends of the coating are designated by the reference numbers 30 and 29.
  • a matting 12 is also applied to both shafts 3a and 3b and extends for both the upper and the lower pinch approximately from the outer end 20 of the pinch up to 60% of the length of the film.
  • the inner end of the matting is labeled 31.
  • FIG. Another exemplary embodiment is shown in FIG. It is a 2000 W metal halide lamp 40 for a horizontal burning position, which is otherwise similar to that described in FIG. 2. It is suitable for neutral white light colors from 3500 to 4800 K.
  • the uniform temperature distribution allows the use of thin pins 41 as a shaft (0.5 to 1.15 mm in diameter), which can be more densely embedded in the quartz glass when squeezed and reduce the volume of the capillaries surrounding them as dead space.
  • Such a thin shaft 41 must be compatible with the design of the halogen cycle process, in particular through careful selection of the bromine / iodine ratio as shown above.
  • Such thin shafts also limit heat dissipation, so that additional heat build-up occurs at this point, which prevents the formation of a metal halide sump.
  • This enables a symmetrical reflector coating 42 on the two bruises 43 with a small axial length, which avoids shadowing.
  • a narrow coating 42 on the two bruises 43 reduces the resulting wall load to approximately 60 W / cm z .
  • the heat accumulation effect is increased by the shaft 41 being lengthened and the film 44 being shortened, as seen in each case in axial length.
  • the embedding of the shaft in the pinch is about 12 mm.
  • the coating 42 extends from the pinch edge 42a to 2 mm beyond the end of the shaft on the film, the outer end is designated 42b.
  • a matting 45 extends on both bruises approximately from the outer end 46 of the bruise to 60% of the length of the film.
  • the inner end of the matting is labeled 47. It slightly overlaps the outer end of the coating.
  • HgBr2 and the light-active filling MnJ2, CsJ, TU and DyJ3 and TmJ3 are used as the metal halide.
  • the ratio Br / J is about 1.1.

Abstract

Eine Hochdruckentladungslampe mit axialer Symmetrieachse und Metallhalogenidfüllung besitzt Elektroden mit Schäften, die als Stifte mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,15 mm ausgebildet sind. Das Halogen für die Halogenide ist aus den Bestandteilen Jod und evtl. Brom zusammengesetzt, wobei entweder nur Jod oder Brom und Jod gemeinsam verwendet werden, wobei das atomare Verhältnis Brom/Jod maximal 2 beträgt.

Description

Hochdruckentladungslampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei um Metallhalogenidlampen mit zweiseitiger Quetschung mit hoher Leistung von mindestens 1600 W. Die Erfindung betrifft ferner eine zugehörige Leuchte.
Stand der Technik
Derartige Lampen sind aus der EP 391 283 und EP 451 647 bekannt. Sie eignen sich grundsätzlich für horizontale und vertikale Anordnung in einem Reflektor.
Aus der DE-A 38 29 156 ist eine gattungsgemäße Lampe bekannt, die ein relativ hohes Brom/Jod-Verhältnis von 1 ,5 bis 4 empfiehlt. Daher ist ein relativ hoher Durchmesser der Schäfte der Elektroden von 1 ,5 bis 2 mm nötig, weil Brom die Schäfte stark angreift.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei der die Lebensdauer hohen Anforderungen genügt, insbesondere bei der der Rückgang in der Transparenz des Entladungsgefäßes über die Lebensdauer weitestgehend behoben ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Im einzelnen wird eine Entladungslampe vorgestellt, die sich sowohl für den horizontalen als auch den vertikalen Betrieb in einer Leuchte eignet. Diese Hochdruckentladungslampe hat als Merkmale ein längsgestrecktes Entladungsgefäß als einzi- gen Kolben, das eine axiale Symmetrieachse definiert und das zweiseitig durch Abdichtungsteile, beispielsweise durch Quetschungen oder Einschmelzungen, verschlossen ist und das ein Entladungsvolumen umschließt, wobei sich zwei Elektroden auf der Achse gegenüberstehen, und das eine ionisierbare Füllung aus Queck- silber, Edelgas und Metallhalogeniden enthält, sowie Stromzuführungen, die mit den Elektroden über Folien verbunden sind und die an den Enden des Entladungsgefäßes austreten, wobei die Lampe eine Leistung von wenigstens 1600 W aufnimmt. Die Schäfte sind als Stifte mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1 ,15 mm ausgebildet. Gleichzeitig ist das Halogen für die Halogenide aus den Bestandteilen Jod und evtl. Brom zusammengesetzt ist, wobei entweder nur Jod oder Brom und Jod gemeinsam verwendet werden, wobei das atomare Verhältnis Brom/Jod maximal 2 beträgt. Bevorzugt beträgt es maximal nur 1 ,45.
Bevorzugt ist zur Verbesserung des thermischen Haushalts zumindest ein Teil der Abdichtung, meist eine Quetschung, der einer Elektrode benachbart ist, mit einer reflektierenden Beschichtung versehen. Die Beschichtung ist eine metallische oder nichtmetallische Schicht, insbesondere aus Zirkonoxid. Diese Beschichtung erstreckt sich von der Quetschkante mindestens 2 mm zur Folie hin, insbesondere mindestens über die gesamte Länge des in die Quetschung eingebrachten Schaftes. Sie ist dann einseitig aufgebracht, wenn die Lampe vertikalnah in einen Reflek- tor eingebaut wird, also mit einer Abweichung von maximal 45° zur Vertikalen. Bei horizontalnahem Einbau mit Abweichung von weniger als 45° zur Horizontalen ist diese Beschichtung beidseitig auf beiden Quetschungen angebracht.
Zur weiteren Verbesserung des thermischen Haushalts kann ein Teil der beiden Abdichtungen mattiert sein, wie an sich bekannt. Dabei ist bevorzugt die Mattierung eine durch Sandstrahlen oder Ätzen aufgerauhte Schicht.
Als Bestandteil der Füllung sind insbesondere Metallhalogenide des Hg sowie aus der Gruppe der Elemente Cs und Seltenerdmetalle wie Dy oder Tm oder Ho geeignet, da sich mit ihnen eine Farbtemperatur von mindestens 3300 K, bevorzugt mindestens 3800 K, gut einstellen lässt. Je nach gewünschter Farbtemperatur empfiehlt sich eine Zugabe von Natrium und/oder Mangan als Halogenid zu den anderen Metallhalogeniden. Weiterhin kann zur Verbesserung des Farbwiedergabeindex Thalli- umhalogenid, insbesondere Thalliumjodid, eingesetzt werden. Die Hochdruckentladungslampe ist dadurch besonders kompakt gestaltet, dass das Entladungsgefäß (2) der einzige Kolben ist.
Die Hochdruckentladungslampe zeichnet sich durch die Verwendung von Elektroden mit Schaft und Kopf aus, bei denen die Schäfte einen Durchmesser von höchs- tens 1 ,15 mm besitzen. Derartig dünne Schäfte wurden bisher nicht für derartige Lampen verwendet, da die Füllung bisher relativ viel Brom für einen optimalen Halogenkreislauf enthielt, das gezielt die Schäfte angreift. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass für eine relativ niedrige Farbtemperatur, die 6000 K nicht überschreitet, in völliger Abkehr von der bisherigen Lehrmeinung besser eine relativ bromarme Füllung verwendet werden kann, wobei als Halogenid hier eine Brom/Jod-Mischung bis zu einem atomaren Verhältnis von maximal 2 verwendbar ist.
Die bromarme Füllung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn niedrige Farbtemperaturen mit der Lichtfarbe neutralweiß angestrebt werden mit Farbtemperaturen zwischen 3300 und 4800 K, wobei als Halogenid hier entweder Jod allein oder eine Brom/Jod-Mischung bis zu einem atomaren Verhältnis von maximal 1 ,45 bevorzugt ist. Derart niedrige Farbtemperaturen konnten bei gattungsgemäßen Lampen bisher überhaupt nicht realisiert werden. Derart wenig Brom belastet die Schäfte nur wenig. Typisch ist die Verwendung von reinem Jod bei niedrigen Leistungen (typisch 1600 W Leistung) bis hin zu einem Verhältnis Br/J um 1 ,0 ±0,2 bei höheren Leistungen (typisch 2000 W). die genannte Leistung bezieht sich auf Standardbetrieb.
Die dünnen Schäfte sind deswegen besonders wichtig, weil sie eine kritische Stelle im Funktionieren der Lampe betreffen. Der stiftförmige Schaft ist im Quarzglas eingeschmolzen und steht dort unter hoher Wärmebelastung sowie starker Spannung. Das Quarzglas haftet nicht am Stift, sondern es bildet sich unvermeidlich zwischen Stift und Quarzglas eine Kapillare aus. Ein Teil der Füllung kondensiert in der Kapillare, das ein Totvolumen für die Füllung bildet. Dieser Effekt führt zur bisher beobachteten schlechten Maintenance derartiger Lampen, die jedoch unvermeidbar schien. In Abkehr von der bisherigen Technologie zeigt sich jetzt, dass dünne Stifte bei sorgfältiger Wahl des Bromanteils nicht nur ausreichend stabil sind, so dass auch die Strombelastung von typisch 10 bis 20 A kein Problem darstellt, sondern den großen Vorteil eines wesentlich geringeren damit verknüpften Totvolumens besitzen. Denn je dünner ein Stift ist, desto schmaler ist das um ihn herum entstehende Totvolumen in der Abdichtung. Darüber hinaus verbessern dünne Stifte den Wärmestau im Bereich der Elektroden. Insbesondere kann im vertikalen Betrieb auch nur eine Elektrode mit dünnem Schaft ausgestattet sein, während die andere einen konventionellen dicken Schaft mit typisch 1 ,5 mm Durchmesser besitzt. Der dünne Schaft gestattet es überdies, einen relativ langen Abstand zwischen Folie und Entladungsvolumen zu legen, der die Explosionsgefahr verringert und die Wärmebelastung der Folie absenkt. Die Explosionsgefahr beruht auf der Kerbwirkung der Folie im Quarzglas. Der längere Abstand vergrößert das Totvolumen nur unwesentlich, so dass es immer noch erheblich unter dem Wert von dicken Stiften wie bisher verwendet liegt. Eine typische axiale Länge des Stifts im Quarzglas, gerech- net von der Quetschkante bis zum Beginn der Folie, ist jetzt 5 bis 7 mm, während vorher maximal Werte von 4 mm verwendet wurden. Ein Optimum für den Durchmesser des Schaftes hinsichtlich Stabilität einerseits und Totvolumen andererseits liegt bei etwa 0,9 bis 1 ,1 mm. Die Schäfte werden beispielsweise aus üblichem Wolfram-Material gefertigt.
Derartige Lampen lassen sich mit einem moderaten Kreisprozess betreiben, was zu einer hervorragenden Maintenance führt. Die Lampen erreichen nicht nur eine außergewöhnlich lange Lebensdauer in der Größenordnung von 2500 bis 6000 und typisch 4500 Std., sondern auch eine exzellente Stabilität der lichttechnischen Eigenschaften. Diese liegt in der Größenordnung von mindestens 90 % bei 1500 Std.
Die Füllung erlaubt eine hohe Lichtausbeute von mindestens 90 Im/W bei gleichzeitig guter Farbwiedergabe von mindestes Ra = 85. In Kombination mit der hohen Lebensdauer sind diese Lampe daher ideal für Zwecke der Allgemeinbeleuchtung geeignet.
Die erfindungsgemäße Lampe erreicht auch bei dem besonders kritischen vertika- lem Betrieb in einer kompakten Leuchte eine Lebensdauer von mindestens 2500 Std., in aller Regel beträgt die Lebensdauer mindestens 4000 Std. Der vertikale Betrieb ermöglicht einen besonders hohen Leuchtenwirkungsgrad.
Für Anwendungen in Räumen oder in der Dämmerung ist die Lichtfarbe neutralweiß, für höchste Anforderungen an die Farbwiedergabe neutralweiß de luxe (NDL) gut geeignet mit einer Farbtemperatur von etwa 4100 bis 4400 K und einem Ra von wenigstens 85. Die erfindungsgemäße Lampe ist auch für indirekte Beleuchtung, beispielsweise mit Spiegelwerfersystemen geeignet, bei der ein hoher Lichtstrom gefordert ist.
Häufig beinhalten lichtaktive Metallhalogenid-Füllungen geringe Anteile an Natrium und/oder Mangan als Bestandteil. Damit lassen sich hohe Lichtausbeuten sowie die gewünschten Farbanteile erreichen. Dagegen führt ein hoher Natrium-Anteil zu verstärkter Korrosion des Entladungsgefäßes, obwohl es meist aus Quarzglas hergestellt ist. Daher ist der Anteil des Na möglichst relativ gering gewählt neben den weiteren Bestandteilen Thallium, Cäsium und übliche Seltenerdmetalle wie Dy, Ho oder Tm, und insbesondere ist Natrium ganz oder teilweise durch Mangan ersetzt.
Bevorzugt können bei eher kleinwattigen Lampen, insbesondere etwa 1600 W, die Enden des Entladungsgefäßes nur eher kurz, typisch 2 mm, mit einer reflektierenden Schicht beschichtet werden. Dies gilt vor allem für neutralweiße Füllungen mit Farbtemperatur von 4000 bis 4800 K. Insgesamt wird dadurch die Temperatur des cold spot, aber auch die Folienendtemperatur und die Wandbelastung erhöht, so dass sie optimale Werte erreichen. Eine optimale Folienendtemperatur liegt bei 350 bis 390 °C. Sie lässt sich beispielsweise durch den Abstand der Folie vom Entladungsvolumen und ihre Länge gezielt einstellen. Bei höherer Temperatur droht frühzeitige Korrosion, die zur verkürzten Lebensdauer führt. Die Wandbelastung liegt am besten bei Werten von etwa 60 bis 75 W/cm2.
Bevorzugt werden bei eher hochwattigen Lampen, insbesondere 1800 bis 2500 W und mehr, Füllungen mit wenig oder gar keinem Anteil an Na verwendet. Außerdem ist hier eine größere Länge der reflektierenden Schicht empfohlen. Sie sollte, ausgehend von der Quetschkante, wenigstens den Schaft bis hin zur Folie umfassen und insbesondere zumindest noch den Teil der Folie, auf dem der Schaft aufge- schweißt ist. Bevorzugt erstreckt sie sich noch einige Millimeter darüber hinaus.
Da diese Lampen deutlich stärker wärmebelastet sind, ist hier eine außerdem Mattierung der Quetschungen empfehlenswert. Dadurch gelingt es, auch in einer engen Leuchte die Temperatur der Folienenden auf maximal 350 bis 390 °C zu begrenzen.
Besonders kritisch ist die Temperatur am Folienende. Die Mattierung sollte daher den Bereich des äußeren Folienendes umfassen. Vorteilhaft erstreckt sie sich bis zum Ende der Quetschung. Nach innen, zur Entladung hin, kann sie sich mindes- tens bis zur Mitte der Folie erstrecken, unter Umständen auch deutlich darüber hinaus, beispielsweise bis zum inneren Ende der Folie.
Typische Abstände zwischen den Elektrodenspitzen liegen bei 25 bis 35 mm für besonders kompakte Leuchten, aber auch Abstände bis zu 100 mm oder mehr sind möglich. Ein minimaler Abstand liegt bei 20 mm.
Figuren
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine Metallhalogenidlampe in Seitenansicht;
Figur 2 und 3 je ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenidlampe.
Beschreibung der Zeichnungen
In Figur 1 ist schematisch eine 1600 W Hochdruckentladungslampe 1 ohne Außenkolben mit einer Länge von ca. 190 mm dargestellt, wie sie beispielsweise in US-PS 5 142 195 näher beschrieben ist. Sie ist für den Einsatz in Reflektoren bestimmt, wobei sie axial zur Reflektorachse angeordnet wird.
Das Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas definiert eine Längsachse X und ist als Tonnenkörper 3 ausgeführt, dessen Erzeugende ein Kreisbogen ist. Das Entladungsvolumen ist etwa 20 cm3. Die stabförmigen Wolfram-Elektroden 6 mit aufgeschobener Wendel 7 als Kopf sind an den beiden Enden des Entladungsgefäßes in Quet- schungen 5 axial ausgerichtet. Die Elektroden 6 sind an Folien 8 in der Quetschung 5 befestigt, an denen äußere Stromzuführungen 9 ansetzen. Am entladungsfernen Ende 20 der Quetschung 5 ist ein Keramiksockel 11 mit Kitt (nicht gezeigt) befestigt. Das Entladungsgefäß 2 enthält eine Füllung aus einem Edelgas als Startgas, Quecksilber sowie Metallhalogeniden. Als Metallhalogenid wird HgBr2 und HgJ2 sowie die lichtaktive Füllung NaJ, CsJ, TU und DyJ3 sowie TmJ3 verwendet. Das Verhältnis Br/J liegt bei etwa 0,2. Die Lampe wird horizontal betrieben. Der Kaltfülldruck des Startgases liegt bei höchstens 1 bar.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Lichtfarbe neutralweiß mit einer typischen Farbtemperatur von 4000 K durch die Füllung realisiert. Ein typischer Durchmesser des Schafts 6 der Elektrode ist 1 ,0 mm. Nach einer Lebensdauer von 2000 Std. betrug der Brennspannungsanstieg lediglich 4 % und die Maintenance des Lichtstroms 10 %.
Bei einer vertikal betriebenen 2000 W-Lampe (Figur 2) empfiehlt sich als Metallha- logenid HgBr2 sowie die lichtaktive Füllung NaJ, CsJ, TIJ3 und DyJ3 sowie TmJ3 verwendet. Das Verhältnis Br/J liegt bei etwa 0,9.
Eine typische Füllung ist:
CsJ: 0,05 bis 0,3 μmol/cm3;
DyJ3: 0,2 bis 0,8 μmol/cm3;
NaJ: 0 bis 1 ,4 μmol/cm3;
MnJ2: 0 bis 2,4 μmol/cm3;
T : 0,05 bis 0,7 μmol/cm3;
TmJ3: 0,2 bis 0,8 μmol/cm3;
HgJ2: 0 bis 1 ,5 μmol/cm3;
HgBr2: 0 bis 3 μmol/cm3.
Eine relativ schmale Beschichtung 9 an der unteren Quetschung 3a senkt die damit hervorgerufene Wandbelastung. Erwünscht ist ein Wert der Wandbelastung von höchstens 75 W/cm2. Gute Ergebnisse liefert eine Wandbelastung von 65 bis 70 W/cm2. Außerdem wird der Wärmestaueffekt noch erhöht, indem der Schaft 23 ver- längert und die Folie 8 verkürzt ist, jeweils in axialer Länge gesehen. Die Einbettung des Schaftes in der Quetschung beträgt dann mindestens 6 mm. Die Beschichtung 9 erstreckt sich in etwa von der Quetschkante bis zum Ende des Schaftes auf der Folie. Die Enden der Beschichtung sind mit den Bezugsziffern 30 und 29 bezeichnet. Eine Mattierung 12 ist außerdem auf beiden Schäften 3a und 3b aufgebracht und erstreckt sich sowohl bei der oberen als auch bei der unteren Quetschung in etwa vom äußeren Ende 20 der Quetschung bis zu 60 % der Länge der Folie. Das innere Ende der Mattierung ist mit 31 bezeichnet. In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Es handelt sich um eine 2000 W Metallhalogenidlampe 40 für waagrechte Brennlage, die ansonsten ähnlich wie in Figur 2 beschrieben ist. Sie ist für neutralweiße Lichtfarben von 3500 bis 4800 K geeignet. Die gleichmäßige Temperaturverteilung erlaubt den Einsatz dünner Stif- te 41 als Schaft (0,5 bis 1 ,15 mm Durchmesser), die sich beim Quetschen dichter in das Quarzglas einbetten lassen und das Volumen der sie als Totraum umgebenden Kapillaren verringern. Ein derart dünner Schaft 41 muss mit der Auslegung des Halogenkreisprozesses verträglich sein, insbesondere durch sorgfältige Wahl des Brom/Jod-Verhältnisses wie oben dargestellt. Derart dünne Schäfte beschränken zudem die Wärmeableitung, so dass an dieser Stelle ein zusätzlicher Wärmestau entsteht, der das Entstehen eines Metallhalogenid-Sumpfes verhindert. Dadurch wird eine symmetrische Reflektorbeschichtung 42 auf den beiden Quetschungen 43 mit geringer axialer Länge möglich, die eine Abschattung vermeidet. Eine schmale Beschichtung 42 an den beiden Quetschungen 43 senkt die damit hervorgerufene Wandbelastung auf etwa 60 W/cmz. Außerdem wird der Wärmestaueffekt noch erhöht, indem der Schaft 41 verlängert und die Folie 44 verkürzt ist, jeweils in axialer Länge gesehen. Die Einbettung des Schaftes in der Quetschung beträgt etwa 12 mm. Die Beschichtung 42 erstreckt sich von der Quetschkante 42a bis 2 mm über das Ende des Schaftes auf der Folie hinaus, das äußere Ende ist mit 42b bezeich- net. Die Enden der Beschichtung sind mit den Bezugsziffern 30 und 29 bezeichnet. Eine Mattierung 45 erstreckt sich auf beiden Quetschungen in etwa vom äußeren Ende 46 der Quetschung bis zu 60 % der Länge der Folie. Das innere Ende der Mattierung ist mit 47 bezeichnet. Es überlappt geringfügig mit dem äußeren Ende der Beschichtung.
Als Metallhalogenid wird HgBr2 sowie die lichtaktive Füllung MnJ2, CsJ, TU und DyJ3 sowie TmJ3 verwendet. Das Verhältnis Br/J liegt bei etwa 1 ,1.

Claims

Patentansprüche
1. Hochdruckentladungslampe mit einem längsgestreckten Entladungsgefäß (2) als einzigem Kolben, das eine axiale Symmetrieachse definiert und das zweiseitig durch Abdichtungen verschlossen ist und ein Entladungsvolumen umschließt, wobei sich zwei Elektroden (6), deren Schäfte an Folien angeschlossen sind, auf der Achse gegenüberstehen, und das eine ionisierbare Füllung aus Quecksilber, Edelgas und Metallhalogeniden enthält, sowie mit Stromzuführungen, die mit den Elektroden über Folien verbunden sind und die an den Enden des Entladungsgefäßes austreten, wobei die Lampe eine Leistung von wenigstens 600 W aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schäfte als Stifte mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1 ,15 mm ausgebildet sind und dass das Halogen für die Halogenide aus den Bestandteilen Jod und evtl. Brom zusammengesetzt ist, wobei entweder nur Jod oder Brom und Jod gemeinsam verwendet werden, wobei das atomare Verhältnis Brom/Jod maximal 2 beträgt.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Abdichtung, der einer Elektrode benachbart ist, mit einer reflektierenden Beschichtung versehen ist.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine metallische oder nichtmetallische Schicht ist, insbesondere aus Zirkonoxid.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Teil der beiden Abdichtungen mattiert ist.
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung zumindest Metallhalogenide des Quecksilber und aus der Gruppe der Elemente Cs und Seltenerdmetalle enthält.
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung zusätzlich Metallhalogenide von Natrium und/oder Mangan enthält.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seltenerdmetalle ausgewählt sind aus der Gruppe Dy, Ho, Tm.
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden Schäfte mit einem Durchmesser von 0,9 bis 1 ,1 mm besitzen.
9. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden-Schäfte eine axiale Länge, über die sie im Quarzglas eingebettet sind von mindestens 5 mm, vorteilhaft 6 mm, besitzen.
10. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Farbtemperatur der Lampe mindestens 3300 K beträgt, insbesondere 3800 bis 4800 K.
11. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das maximale Brom/Jod-Verhältnis 1 ,45 ist und insbesondere im Bereich 0,8 bis 1 ,2 liegt.
12. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung zusätzlich ein Metallhalogenid des Thalliums enthält.
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